簡(jiǎn)支梁的應(yīng)力分析

1、課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)學(xué)院機(jī)械工程學(xué)院專 業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化學(xué)生姓名班級(jí)學(xué)號(hào)課程設(shè)計(jì)題目簡(jiǎn)支梁的內(nèi)力計(jì)算實(shí)踐教學(xué)要求與任務(wù) :1、學(xué)習(xí)掌握運(yùn)用 ANSYS軟件2、運(yùn)用 ANSYS進(jìn)行有限元分析3、進(jìn)一步理解有限元分析思想4、運(yùn)用 ANSYS軟件進(jìn)行實(shí)際運(yùn)用，解決實(shí)際結(jié)構(gòu)問(wèn)題工作計(jì)劃與進(jìn)度安排 :1、上機(jī)熟悉 ANSYS軟件（ 1 天）2、上機(jī)操作練習(xí)例題，進(jìn)一步熟悉軟件（1 天）3、上機(jī)操作練習(xí)及選定題設(shè)題目（1 天）4、上機(jī)進(jìn)行 ANSYS分析（ 1 天）5、交課程設(shè)計(jì)報(bào)告及答辯（1 天）指導(dǎo)教師：專業(yè)負(fù)責(zé)人：學(xué)院教學(xué)副院長(zhǎng)：201年月日201年月日201年月日簡(jiǎn)支粱結(jié)構(gòu)的內(nèi)力計(jì)算問(wèn)題闡述圖示

2、簡(jiǎn)支梁為18 號(hào)工字鋼，跨度L=6m ，截面高度H=0.5m ，截面面積A=0.008m2 ，慣性矩 I=0.0002108m4 ，彈性模量 E=2.06e11N/mm2 ，集中載荷 P=100KN 。對(duì)該梁進(jìn)行分析，畫(huà)出彎矩圖和剪力圖。圖1 簡(jiǎn)支梁交互式的求解過(guò)程1.進(jìn)入 ANSYS在 D 盤(pán)建立一名為1001011317 的文件夾，工作文件名為jianzhiliang 。然后運(yùn)行開(kāi)始 >程序 > Ansys Product Launcher file Management select Working Directory: D:1001011317 ，input job nam

3、e:jianzhiliang Run2. 建立幾何模型2.1 創(chuàng)建關(guān)鍵點(diǎn)（ 1）選擇菜單路徑： Main Menu ：Preprocessor Modeling Create Node In Active CS 。（ 2）在創(chuàng)建節(jié)點(diǎn)窗口內(nèi)，在NODE 后的編輯框內(nèi)輸入節(jié)點(diǎn)號(hào)1，并在X ， Y ， Z 后的編輯框內(nèi)輸入0， 0， 0 作為節(jié)點(diǎn)1 的坐標(biāo)值，按下該窗口內(nèi)的Apply 按鈕。（ 3）輸入節(jié)點(diǎn)號(hào)2，并在 X ，Y ， Z 后的編輯框內(nèi)輸入3， 0，0 作為節(jié)點(diǎn)2 的坐標(biāo)值，單擊該窗口內(nèi)的Apply 按鈕。（ 4）輸入節(jié)點(diǎn)號(hào)3，并在 X ，Y ， Z 后的編輯框內(nèi)輸入6， 0，0 作為節(jié)

4、點(diǎn)3 的坐標(biāo)值，單擊該窗口內(nèi)的Apply 按鈕。2.2 創(chuàng)建直線（ 1）選擇菜單路徑： Main Menu ：Preprocessor Modeling Create Node Lines Lines Straight Line 。（ 2）單擊以后將彈出一個(gè)拾取菜單，此時(shí)拾取節(jié)點(diǎn)1 和節(jié)點(diǎn) 2，然后點(diǎn)擊Apply 按鍵，再拾取節(jié)點(diǎn)2 和節(jié)點(diǎn) 3，最后點(diǎn)擊Ok 按鈕，完成直線的創(chuàng)建。（ 3）在完成模型創(chuàng)建后，單擊工具欄窗口中的SAVE_DB 保存數(shù)據(jù)文件。3.設(shè)定分析模塊選擇菜單路徑： Main Menu ：Preferences，彈出一個(gè)對(duì)話框，選中 Structural ，然后單擊 OK 按

5、鈕完成分析模塊的選擇。4.選擇單元類型并定義單元的實(shí)常數(shù)4.1 選擇單元類型。（ 1）選擇 Main Menu ： Preprocessor Element Type Add/Edit/Delete 。（ 2）按下 Element Type 窗口內(nèi)的 Add 按鈕。（ 3）在單元類型庫(kù)中， 選擇左側(cè)列表中的 BEAM 單元家族， 及右側(cè)列表中 2D elastic 3 類型，按下 OK 按鈕完成選擇。（ 4）按下 Close 按鈕關(guān)閉 Element Type 窗口。4.2 定義單元的實(shí)常數(shù)。（ 1）選擇 Main Menu ： Preprocessor Real Constants，將彈出實(shí)

6、常數(shù)列表對(duì)話框。（ 2）單擊對(duì)話框中的 Add. 按鈕，然后選擇 BEAM3 。（ 3）單擊對(duì)話框中的 OK 按鈕，彈出定義 BEAM3 單元實(shí)常數(shù)的對(duì)話框。（ 4）在 AREA 框中輸入 0.008，在 IZZ 中框中輸入 0.0002108，在 HEIGHT 框中輸入0.5，然單擊OK 按鈕，完成實(shí)常數(shù)的定義。5.定義材料屬性（ 1）選擇 Main Menu ： Preprocessor Material Props Material Models 。（ 2）在材料定義窗口內(nèi)選擇： Structural Linear Elastic Isotropic 。（ 3）在 EX 后的文本框內(nèi)輸入

7、數(shù)值 2.06e11 作為彈性模量。（ 4）按下 OK 按鈕完成定義。（ 5）單擊工具欄窗口中的 SAVE_DB 保存數(shù)據(jù)文件。6.給幾何模型賦屬性（ 1）選擇 Main Menu ：Preprocessor Modeling Create Elements Elem Attributes ，彈出對(duì)話框。（ 2）由于本題只有一種單元類型，一種實(shí)常數(shù)和一種材料屬性，所以采用默認(rèn)選項(xiàng)即可，單擊 OK 按鈕完成給幾何模型賦屬性。7.劃分網(wǎng)格選擇 Main Menu ：Preprocessor MeshTool ，彈出對(duì)話框， 單擊 Mesh 按鈕，彈出對(duì)話框，單擊 Pick All 按鈕完成網(wǎng)格劃分

8、。8.施加載荷和約束8.1 施加載荷（ 1）選擇 Main Menu： Solution Define Loads Apply Structural Force/Moment On nodes。（ 2）用鼠標(biāo)在圖形窗口內(nèi)選擇節(jié)點(diǎn)2。（ 3）按下 OK 鍵，彈出對(duì)話框，在 Lab 框中選擇 FY ，在 VALUE 框中輸入 -100000。單擊 OK 完成施加載荷工作。8.2 施加約束（ 1）選擇 Main Menu ： Solution Define Loads Apply Structural Displacement On nodes。（ 2）用鼠標(biāo)在圖形窗口內(nèi)選擇節(jié)點(diǎn)1。（ 3）按下選擇

9、窗口內(nèi)的 Apply 按鈕。（ 4）選擇自由度 UX 和 UY ，并在 VALUE 后為其輸入數(shù)值 0。（ 5）按下 Apply 按鈕。（ 6）用鼠標(biāo)在圖形窗口內(nèi)選擇節(jié)點(diǎn)3。（ 7）按下選擇窗口內(nèi)的 Apply 按鈕。（ 8）選擇自由度 UY ，并在 VALUE 后為其輸入數(shù)值 0。（ 9）按下 OK 按鈕。圖 2 施加載荷和約束9. 求解（ 1）選擇 Main Menu ： Solution SolveCurrent Ls 。（ 2）按下 OK 按鈕關(guān)閉 Solve Current Load Step 窗口。（ 3）按下 Close 按鈕關(guān)閉求解結(jié)束后出現(xiàn)的Information 窗口。（

10、4）瀏覽 /STATUS Command 窗口內(nèi)的信息后，將其關(guān)閉。10. 后處理10.1 繪制梁的 Y 方向變形圖（ 1） Main Menu ： General Postproc Plot Results Contour Plot Nodal Solu.（ 2）選擇 DOF Solution 下的 Y-Component of displacement 在 Undisplaced shape key 后選擇 Deformed shape with undeformed edge OK圖 3 簡(jiǎn)支梁受力變形10.2 建立單元結(jié)果表創(chuàng)建單元表，計(jì)算節(jié)點(diǎn)彎矩。（ 1） Main Menu ： G

11、eneral Postproc Element TableDefine Table 。（ 2）按下 Element Table Data 窗口內(nèi)的 Add 按鈕。（ 3）在 Lab 后的文本框內(nèi)輸入 IMOMENT 。（ 4）在左側(cè)列表中選擇By sequence num 項(xiàng)。（ 5）右側(cè)列表中選擇 SMICS ，項(xiàng)。（ 6）在右側(cè)列表下的文本框內(nèi)SMICS 后面，輸入 6。（ 7）按下 Apply 按鈕。（ 8）在 Lab 后的文本框內(nèi)輸入 JMOMENT 。（ 9） .重復(fù)上面的步驟4和 5。（ 10）右側(cè)列表下的文本框內(nèi) SMICS 后面，輸入 12。（ 11）按下 OK 按鈕 Clos

12、e。創(chuàng)建單元表，計(jì)算節(jié)點(diǎn)剪力（ 1）選擇 Main Menu ： General PostprocElement Table Define Table 。（ 2）按下 Element Table Data 窗口內(nèi)的 Add 按鈕。（ 3）在 Lab 后的文本框內(nèi)輸入ISHEAR 。（ 4）在左側(cè)列表中選擇By sequence num 項(xiàng)。（ 5）右側(cè)列表中選擇 SMICS ，項(xiàng)。（ 6）右側(cè)列表下的文本框內(nèi) SMICS 后面，輸入 2。（ 7）按下 Apply 按鈕。（ 8）在 Lab 后的文本框內(nèi)輸入 JSHEAR 。（ 9）重復(fù)上面的步驟4和 5。（ 10）右側(cè)列表下的文本框內(nèi) SMIC

13、S 后面，輸入 8。（ 11）按下 OK 按鈕 Close。10.3 結(jié)果顯示列出各節(jié)點(diǎn)彎矩和剪力（ 1） Main Menu ： General Postproc List Results Eleme Table Data。（ 2）在 List Element Table Data 窗口內(nèi)選擇 IMOMENT ， JMOMENT ， ISHEAR 和JSHEAR 。（ 3）按下 OK 按鈕并在瀏覽資料窗口內(nèi)的信息后，將其關(guān)閉。畫(huà)剪力圖（ 1） Main Menu ： General Postproc Plot Results Contour Plot Line Elem Res（ 2）在第一個(gè)下拉列表中選擇ISHEAR ，在第二個(gè)下拉列表中選擇JSHEAR 。（ 3）按下 OK 按鈕圖 4 簡(jiǎn)支梁剪力圖畫(huà)彎矩圖（ 1） Main